一种弹体滚转角的测量装置和测量方法与流程

本发明属于信号测量领域，尤其涉及一种弹体滚转角的测量装置和测量方法。

背景技术：

随着现代电子技术的发展，各种高精尖制导武器得到了快速发展，无线电、红外、激光、GPS、惯导、电视等制导方式层出不穷，大大地提高了武器攻击精度。尤其是惯性组件制导方式中，大量利用陀螺仪、加计、地磁计等方法精确测量计算弹体旋转速度、飞行速度、俯仰、滚转和偏航等数据，得到了广泛地应用，对武器精度具有重要意义。然而，很多制导武器在方案制定阶段时，弹体转速通常受多个因素影响是一个不确定的值，很难准确预计飞行时的旋转角度范围，因此难以选择合适的传感器。为了摸底这个参数，通常采用的方法是选择两个陀螺仪传感器进行高低量程搭配，一个测量低范围，一个测量高范围，这样既保证一定的精度又可尽量保证在范围内。由于要装两个传感器，都需要进行记录分析，因此这种方法大幅增加了试验成本。其缺点是成本高、计算复杂、量程受限、安装要求高，不适合用于摸底试验和对成本敏感的场合。而且，由于获取的参数并不是以后真实要用的参数，因此也没有高精度的必要。因此，若采用上面传统的测量方法会大大增加成本，造成资源严重浪费。那么，如何能比较准确地摸清弹体的真实转速而又能有效控制成本就成为一个需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明旨在解决上述问题，提供一种弹体滚转角的测量装置及测量方法。

本发明所述的弹体滚转角的测量装置，包括弹体；还包括设置于弹体内的信号处理模块和若干均匀设置于弹体外表面的红外二级管对；所述红外二级管对位于弹体的同一纵截面上，形成一个红外二级管对环；每个所述红外二级管对包括一个红外发射二极管和一个红外接收二级管；每个所述红外二级管对均与信号处理模块相电连接。

本发明所述的弹体滚转角的测量装置，所述弹体的外表面上等间距设置有若干个红外二级管对环，通过设置多个红外二级管对环来增加红外二级管对的数量，以此提高本发明所述测量弹体滚转角装置的精度。

本发明所述的弹体滚转角的测量装置，每个所述红外二级管对与信号处理模块之间均设置有一滤波器。

本发明所述的弹体滚转角的测量装置，所述信号处理模块采用型号为STM32F103RCT6TR的CPU。

本发明所述的弹体滚转角的测量装置，所述红外二极管对镶嵌于弹体外表面上，在保证红外二级管对稳定的前提下，提高了弹体表面的平整度，减少其运行中的摩擦阻力。

本发明所述弹体滚转角的测量方法，包括如下步骤：一、给所述红外二级管对上电，红外二级管对中的红外发射二级管发射调制波；二、所述调制波遇障碍物反射后被同一红外二极管对的红外接收二极管接收；红外接收二级管导通，其输出端电平变化产生脉冲序列信号；三、所述脉冲序列信号经滤波器处理后送至信号处理模块，经信号处理模块处理，根据前述脉冲序列信号的变化规律，通过信号处理模块内置程序计算得出弹体的滚转角度。每次上电后，系统记忆当前的状态，红外发射二极管持续发射调制波。发射出的信号遇到反射后被红外接收二极管探测到。当红外接收管接收到调制波后，发生导通现象，引起所在电路的输出电平变化。当没有接收到调制波时，则输出电平一直保持不变。这样，弹体每旋转一周，在接收距离内，一旦探测到，红外接收二极管所在回路输出电平状态就会发生变化，接收管输出端就产生一组脉冲序列信号。信号处理模块中的CPU通过持续不断地比较状态变化规律，计算出弹体转动角度。

本发明所述的测量弹体滚转角的方法，其特征在于：所述红外二极管对与障碍物之间的距离小于等于20m，本发明所述测量弹体滚转角的方法适用于沿地面飞行弹体，简单可靠成本低廉。

本发明所述的测量弹体滚转角的方法，通过将红外二级管对均与设置于在弹体表面，经其中的红外发射二级管发射调制波，反射后被同一红外二级管对的红外接收二级管接收，产生脉冲序列信号，经信号处理模块计算弹体滚转角。本发明所述弹体滚转角的测量装置结构简单、反应快量程大且安装调试方便，易于计算操作，适于推广应用。

附图说明

图1为本发明所述弹体滚转角的测量装置和测量方法的原理框图；

图2为本发明所述弹体滚转角的测量装置和测量方法安装布局示意图；

其中1-弹体、2-红外二极管对、3-信号处理模块。

具体实施方式

本发明所述的弹体滚转角的测量装置，包括弹体1；还包括设置于弹体1内的信号处理模块3和若干均匀设置于弹体1外表面的红外二级管对2；所述红外二级管对2位于弹体1的同一纵截面上，形成一个红外二级管对2环；每个所述红外二级管对2包括一个红外发射二极管和一个红外接收二级管；每个所述红外二级管对2均与信号处理模块3相电连接。如图2所示，以四个红外二极管对2为例，将红外二极管对2均匀镶嵌于弹体1外表面上，与信号处理模块3电连接。

本发明所述弹体1滚转角的测量方法，步骤如下：一、给所述红外二级管对2上电，红外二级管对2中的红外发射二级管发射调制波；二、所述调制波遇障碍物反射后被同一红外二极管对的红外接收二极管接收；红外接收二级管导通，其输出端电平变化产生脉冲序列信号；三、所述脉冲序列信号经滤波器处理后送至信号处理模块3，信号处理模块3根据前述脉冲序列信号的变化规律计算得出弹体1的滚转角度。每次上电后，系统记忆当前的状态，红外发射二极管持续发射调制波。发射出的信号遇到反射后被红外接收二极管探测到。当红外接收管接收到调制波后，发生导通现象，引起所在电路的输出电平变化。当没有接收到调制波时，则输出电平一直保持不变。这样，弹体1每旋转一周，在接收距离内，一旦探测到，红外接收二极管所在回路输出电平状态就会发生变化，接收管输出端就产生一组脉冲序列信号。信号处理模块3中的CPU通过持续不断地比较状态变化规律，计算出弹体1转动角度。

如图1所示，以三组红外二级管对2为例。把红外发送二极管和红外接收二极管分组进行安装（例如IO-1和IO-1′为一组，IO-2和IO-2′为另一组），每组由两个发送和两个接收二极管组成，每个孔位安装一个发送二极管和一个接收二极管，两个孔位相对180°；每个所述红外二级管对2与信号处理模块3之间均设置有一滤波器。把第一组的一个红外接收二极管的输出经处理后送到CPU的某个通用IO管脚（命名为IO-1），另一个红外接收二极管的输出经处理后送到CPU的某个通用IO管脚（命名为IO-1′）；把第二组的一个红外接收二极管的输出经处理后送到CPU的某个通用IO管脚（命名为IO-2），另一个红外接收二极管的输出经处理后送到CPU的某个通用IO管脚（命名为IO-2′）；以此类推，把第n组的一个红外接收二极管的输出经处理后送到CPU的某个通用IO管脚（命名为IO-n），另一个红外接收二极管的输出经处理后送到CPU的某个通用IO管脚（命名为IO-n′），管脚IO-n、IO-n′和以上管脚不重复；用编程语言编写代码。每次上电后，记下所有IO管脚的状态作为初值，例如，0001；当发现IO管脚的变化规律和预计的相符时，则表明转到了对应的角度。例如，若状态为0010时表明弹体1转了90°。